本发明专利技术涉及一种用于确定利用自由轮(111)与内燃机(112)耦连的电机(114)的减速扭矩(M)的方法，包括以下步骤：检测电机(114)的转速(nGen)的时间曲线；确定电机(114)的具有空载阶段(PhFl)的运行状态；通过评估在空载状态(PhFl)下电机(114)的转速(nGen)的时间变化来确定电机的减速扭矩(MGen)。此外，本发明专利技术还涉及一种相应的适于执行该方法的运算单元(118)以及一种相应的计算机程序。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用自由轮与内燃机耦连的电机的减速扭矩的确定
本专利技术涉及一种用于确定利用自由轮与内燃机耦连的电机的减速扭矩的方法，以及一种优选为电机调节器的运算单元和一种用于执行该方法的计算机程序。
技术介绍
为了调节车辆中的车载电网电压，可使用电机，特别是他励电机。该电机具有根据车载电网电压控制电机励磁电流的调节器。对由电机吸收的扭矩的尽可能确切的认知基本上一般是有利的，特别是以便相应地调节驱动电机的内燃机的调节器。然而，对电机的这种扭矩吸收的认知也是特别有利的，特别是当内燃机处于从控制技术上来看的临界运行状态时，例如怠速状态。在怠速状态中，电机吸收的扭矩在峰值时可具有很高的值，其中内燃机的功率输出或与此相关联的扭矩相当低或者是波动的，这可能导致内燃机有明显的转速不稳定性。在极端情况下，这甚至可能导致发电机以其扭矩使内燃机“停止”，也就是说使内燃机停止旋转。这是由于内燃机仅以脉冲方式输出其扭矩，即在每个做功冲程中输出其扭矩。在中间阶段，内燃机不能控制其扭矩。为了避免这种情况，必须尽可能准确地确定与内燃机耦连的电机的减速扭矩。为此，从现有技术中已知扭矩测定方法，其通过检测电机的励磁电流及其速度来估计扭矩的存在。然而，该方法相当繁琐且对于某些应用来说不够精确，因为除了励磁电流和转速之外，该方法中还包含附加的电机功率损耗部件，其必须被估算或者借助于模型复杂地被计算。例如在DE100401112A1中说明了这种方法。如果下文中一般性地提到电机，则其在此也可以是可作为发电机和/或电动机运行的电机，例如可以是所谓的起动发电机。因此，有利的是，进一步研发从现有技术中已知的用于确定电机扭矩的方法，以使得可更省力且更精确地确定电机的减速扭矩。
技术实现思路
本专利技术提出了一种用于确定利用自由轮与内燃机耦连的电机的减速扭矩的方法，以及一种运算单元和用于执行该方法的计算机程序，其具有独立权利要求所述的特征。有利的设计方案是从属权利要求和以下说明的内容。该方法用于确定利用自由轮与内燃机耦连的电机的减速扭矩。电机可由内燃机驱动，其中电机通常可与内燃机固定连接并且例如可借助于带传动与内燃机的曲轴耦连。通过在电机和内燃机之间的耦连，可根据电机的运行状态将扭矩从内燃机传递到电机上。在电机侧，内燃机的扭矩受到减速力矩的反作用，该减速力矩特别是在空载状态下应被克服，以便不影响内燃机的运行。为了确定电机的相应的减速扭矩，检测电机转速的时间曲线。电机转速的检测原则上例如可通过转速传感器在电机的轴处或者基于电机的相信号来确定，但也可借助于由发动机控制单元获取的数据来确定。随后，确定具有空载阶段的电机运行状态。这种运行状态同样可通过从发电机获得的数据或者由发动机控制单元的数据来确定。空载阶段为其中用以使电机与内燃机耦连的自由轮生效的状态。当电机的转速超过内燃机的曲轴转速时，则自由轮生效。这种空载阶段同样可利用前述措施来检测。在此之后，通过评估在空载阶段中电机转速的时间变化来确定电机的减速扭矩。已经认识到的是，仅当电机与内燃机解耦时，电机的减速扭矩才可基于简单的物理变量来确定。这在电机与内燃机例如通过带传动强制耦连时特别是在以下情况中尤其如此，即相应的耦连元件通过自由轮与电机接合并且自由轮处于相应的空载状态。由此，可通过评估在空载状态下电机转速的时间变化以非常简单的方式确定在电机的相应运行状态下电机的相应减速扭矩。在一个优选的实施方式中，由电机的至少一个相信号、特别是电机的相电压和/或相电流来确定电机的转速。这种设计方案是有利的，因为转速可直接由电机中已经提供的测量变量来确定，而不需要用以确定电机转速的另外的传感器(例如确定电机转速的转速传感器)或来自外部运算单元(例如发动机控制单元)的信号。进一步优选的是，借助于电机的调节器来执行转速的检测。此外优选的是，作为附加或替代，同样借助于电机的调节器实现电机具有空载阶段的运行状态或其空载状态的确定和电机减速扭矩的确定。在此，调节器在结构上集成在电机中或布置在电机处。在电机调节器中执行相应的方法步骤是有利的，因为其不一定需要在电机和外部单元(例如发动机控制单元)之间的通信线路(例如LIN连接)来执行单个步骤或整个方法流程。由此，电机及其连接的调节器原则上适于相对于外部运算单元完全自主地执行该方法的单个步骤或整个方法。然而应理解的是，完全可在电机调节器和外部单元、特别是发动机控制单元之间设置这种连接，以将在该方法中确定的电机减速扭矩传输给发动机控制单元，从而发动机控制单元可使对内燃机的控制相应地适配于发电机的减速扭矩，以可实现尽可能无干扰的发动机运行。在该方法的另一优选的实施方式中，改变影响减速扭矩的调节变量。在此，特别有利的是，在检测电机转速的时间曲线之前改变影响减速扭矩的调节变量，因为可由此以非常简单的方式由转速的时间曲线确定空载阶段。在本专利技术的另一优选的实施方式中，通过检测取决于影响电机制动扭矩的调节变量的变化的转速时间范围来确定电机的空载阶段。然而应理解的是，为了获取转速的时间曲线也可在时间上检测影响减速扭矩的调节变量，以实现前述目标或下述目标。影响减速扭矩的调节变量优选为电机的励磁电流。然而应理解的是，也可改变影响减速扭矩的其他调节变量，以实现上文或下文所述的效果。在电机的空载阶段中，其转速变化或转速梯度主要与电机的减速扭矩相关。通过改变影响减速扭矩的调节变量可非常可靠地识别电机的空载阶段，因为在第一近似值中仅在空载阶段中的转速取决于电机的减速扭矩，而在电机由内燃机驱动的阶段中的转速不会受到电机减速扭矩的显著影响。然而，这仅适用于以下情况，即减速扭矩未达到足以显著影响内燃机运行状态的值。在此，可相应地选择扭矩施加的程度，或者可在检测时设置相应的阈值。影响减速扭矩的调节变量的变化的另一有利的作用在于，在此可有针对性地相应地改变直接影响电机减速扭矩且又取决于励磁电流的电机侧的参数。在此，特别优选的是，将影响减速扭矩的调节变量减小到最小值，优选地减小到零。由此，对于减小调节变量的时间可将取决于励磁电流的直接影响电机减速扭矩的所有电机功率损耗分量减小到最小值或零或者设置为零。由此，所有不取决于励磁电流的功率损耗分量(例如由电机的风扇或由轴承损失引起的功率损耗)可直接供使用且被确定。其优点在于，由此可确定电机的轴承和/或风扇的损坏或故障。此外，在了解风扇或轴承对减速扭矩的相应贡献的基础上可推断出自由轮的减速扭矩。在该方法的另一优选的实施方式中，可特别是在相同或相似的运行条件下通过将空载阶段中电机转速的时间曲线与所存储的空载阶段中电机转速的典型时间曲线进行比较来确定电机的故障。在此，特别是可确定对空载阶段有直接影响的电机故障。其中例如包括自由轮的故障和/或电机轴承的影响。在另一优选的设计方案中，影响电机减速扭矩的调节变量的变化是按时钟进行的。调节变量、特别是励磁电流的时钟控制是特别有利的，因为由此可将调节变量的时钟频率和幅度选择为使得可借助于时钟模式通过确定重要模式来非常简单地确定空载阶段。另外，在此可通过选择时钟的幅度和重复率使调节变量的这种变化例如对内燃机的运行平稳性或者对供给到机动车车载电网中的电能的干扰的不利影响最小化。进一步优选的是，时钟频率比内燃机的振荡转速波动的频率大，进一步优选地至少大两倍。这种设本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于确定利用自由轮(111)与内燃机(112)耦连的电机(114)的减速扭矩的方法，包括以下步骤：a)检测所述电机(114)的转速(nGen)的时间曲线；b)确定所述电机(114)的具有空载阶段(PhFl)的运行状态；c)通过评估在所述空载状态(PhFl)下所述电机(114)的转速(nGen)的时间变化来确定所述电机(114)的减速扭矩(MGen)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.10 DE 102016201964.31.一种用于确定利用自由轮(111)与内燃机(112)耦连的电机(114)的减速扭矩的方法，包括以下步骤：a)检测所述电机(114)的转速(nGen)的时间曲线；b)确定所述电机(114)的具有空载阶段(PhFl)的运行状态；c)通过评估在所述空载状态(PhFl)下所述电机(114)的转速(nGen)的时间变化来确定所述电机(114)的减速扭矩(MGen)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a)中由所述电机(114)的至少一个相信号(121)、特别是所述电机(114)的相电压(121a)和/或相电流来确定所述电机(114)的转速(nGen)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助于所述电机(114)的调节器(120)执行步骤a)和/或步骤b)和/或步骤c)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在检测所述电机(114)的转速(nGen)的时间曲线之前，改变影响所述减速扭矩(MGen)的调节变量，优选为励磁电流(IErr)。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将影响所述减速扭矩(MGen)的调节变量减小到最小值，优选地减小到零。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，通过将在所述空载阶段(PhFl)中所述电机(114)的转速(nGen)的时间曲线与所存储的在空载阶段(PhFl)下所述电机(114)的转速(nGen)的时间曲线进行比较来确定所述电机(114)的故障，优选地确定所述自由轮(111)的故障，进一步优选地确定所述电机(114)的轴承的故障或所述电机(114)的风扇叶轮的故障。7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其特征在于，通过检测所述转速(n...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·梅林格，J·马斯，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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